DE3710919C1 - Hydraulische Einkolbenpumpe fuer eine Handbetaetigung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Einkolbenpumpe, welche die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruches 1 aufweist.

Bei den bekannten Handpumpen dieser Art erfolgt die selbsttätige Steuerung des Durchflusses von Hydraulikflüssigkeit durch den zweiten Kanal mittels eines in diesen Kanal eingebauten Ventiles, welches beim Überschreiten eines festgelegten Wertes des Druckes im Kolbenraum zu Beginn jedes Arbeitshubes öffnet, damit zwischen dem Kolbenraum um dem Stangenraum ein Druckausgleich erfolgt, wo­ durch die wirksame Pumpenfläche auf die Größe der Stangenfläche reduziert ist. Hierdurch wird die beim Arbeitshub auf den Kolben auszuübende Kraft selbsttätig reduziert, sobald der genannte Grenzwert überschritten wird. Man spricht daher von einer Zwei­ stufenpumpe, die beispielsweise für Hubwagen Verwendung findet, bei denen man mit möglichst wenigen Pumpzyklen Lasten anheben will.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einkolbenpumpe der eingangs genannten Art zu verbessern. Diese Aufgabe löst eine Pumpe mit den Merkmalen des Anspruches 1.

Die Drosselbohrung des zweiten Kanals reduziert nicht nur die Kosten. Sie führt auch zu einer geringeren Störanfälligkeit selbst bei rauhen Betriebsbedingungen und erlaubt eine kleinere Bauhöhe. Vor allem führt die Drosselbohrung dazu, daß die beim Arbeitshub aufzubringende Kraft von der Betätigungsgeschwindig­ keit, also der Pumpgeschwindigkeit, abhängt. Statt einer vom Be­ nutzer nicht beeinflußbaren Umschaltung der effektiven Kolben­ fläche beim Überschreiten oder Unterschreiten des festgelegten Grenzwertes des Druckes im Kolbenraum kann bei der erfindungsge­ mäßen Pumpe der Benutzer unabhängig vom Druck im Kolbenraum die auf den Kolben auszuübende Betätigungskraft innerhalb der durch den vollen Kolbenquerschnitt und den reduzierten Kolbenquer­ schnitt vorgegebenen Grenzen an seine Möglichkeiten anpassen. Wird beim Arbeitshub der Kolben so langsam bewegt, daß ein voll­ ständiger Druckausgleich zwischen dem Kolbenraum und dem Stangen­ raum erreicht wird, dann ist unabhängig von dem im Kolbenraum herrschenden Druck die effektive Kolbenfläche gleich der Stangen­ querschnittsfläche. Je schneller der Kolben beim Arbeitshub bewegt wird, desto größer bleibt die Druckdifferenz zwischen Kol­ benraum und Stangenraum. Ist die erfindungsgemäße Pumpe bei­ spielsweise einem Hubwagen zugeordnet, dann kann jede Last unab­ hängig von ihrer Größe durch eine höhere Pumpgeschwindigkeit, die allerdings auch einen höheren Kraftaufwand erfordert, mit weniger Pumpzyklen angehoben werden als bei einer geringeren Pumpge­ schwindigkeit.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß beim Arbeitshub im Stangenraum kein Unterdruck entstehen kann, der bei nicht vollständig funktionsfähiger Stangenabdich­ tung zur Folge hat, daß Luft angesaugt wird.

Bei einer relativ geringen Länge des zweiten Kanales kann dieser auf seiner ganzen Länge als Drosselbohrung ausgebildet sein. In der Regel wird jedoch der zweite Kanal länger sein als die erfor­ derliche Länge der Drosselstrecke. Man kann dann den zweiten Kanal mit Ausnahme des die Drosselbohrung bildenden Abschnittes mit einem größeren Durchmesser ausführen. Man kann aber auch, wie dies bei einer bevorzugten Ausführungsform der Fall ist, zwei im Abstand aufeinanderfolgende Drosselbohrungen im Zuge des zwei­ ten Kanals vorgehen. Diese beiden Drosselbohrungen sind dann durch einen im Durchmesser größeren Kanalabschnitt miteinander verbunden. Diese Ausführungsform hat fertigungstechnische und strömungstechnische Vorteile. Beispielweise ist es aus Gründen der Fertigungskosten vorteilhaft, wenn die eine der beiden Dros­ selbohrungen gleichachsig zu dem im Durchmesser größeren Ab­ schnitt des zweiten Kanals angeordnet ist. Die zweite Drosselboh­ rung kann hierbei ebenfalls gleichachsig, aber auch im Winkel zu diesem Kanalabschnitt verlaufen.

Aus Fertigungsgründen dringt bei einer bevorzugten Ausführungs­ form der im Durchmesser größere Kanalabschnitt von der dem Kol­ benraum zugekehrten Stirnfläche des Kolbens her in diesen ein. Die eine Drosselbohrung kann sich hierbei gleichachsig an das im Kolben liegende Ende anschließen. Die andere Drosselbohrung kann entweder in einem Verschlußkörper vorgesehen sein, der den Anfang dieses von der Kolbenstirnfläche her eindringenden Kanalabschnit­ tes verschließt. Man kann aber die zweite Drosselbohrung auch zwischen den Verschlußkörper und der anderen Drosselstrecke in den Kanal einmünden lassen, beispielsweise von der Mantelfläche des Kolbens her.

Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dar­ gestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert.

Die einzige Figur zeigt einen unvollständig dargestellten Längs­ schnitt des Ausführungsbeispiels.

Eine als Ganzes mit 1 bezeichnete, von Hand zu betätigende hydraulische Kolbenpumpe weist einen Zylinder 2 auf, in dem längsverschiebbar ein als Ganzes als 3 bezeichneter Kolben ange­ ordnet ist. Der Kolben 3 ist am einen Ende einer Kolbenstange 4 vorgesehen, die in einer Führung 2′ längsverschiebbar geführt ist, welche sich an das den Stangenraum 5 begrenzende Ende des Zylinders 2 anschließt. Die Abdichtung der Kolbenstange 4 in der Führung 2′ ist durch einen O-Ring 6 angedeutet. Der vom Stangen­ raum 5 durch den Kolben 3 getrennte Kolbenraum 7 ist über eine Verbindungsleitung 8 und ein erstes Rückschlagventil 9 mit einem Tank 10 sowie über ein zweites Rückschlagventil 11 mit einem Ar­ beitszylinder 12 verbunden, bei dem es sich beispielsweise um den Arbeitszylinder eines Hubwagens handelt. Die an der Zylinder­ innenwand anliegende Kolbendichtung ist als O-Ring 13 ausgebil­ det, der in einer Ringnut des Kolbens 3 liegt.

Der Kolben weist auf der den Kolbenraum 7 begrenzenden Seite einen zentralen Fortsatz 3′ auf, dessen Außendurchmesser kleiner als der an den Innendurchmesser des Zylinders 3 angepaßte Ab­ schnitt, jedoch größer als der Durchmesser der Kolbenstange 4 ist.

Eine von der den Kolbenraum 7 begrenzenden Stirnfläche des Kol­ bens 3 her zentral in diesen eindringende Sacklochbohrung bildet im Abstand von dem in die Kolbenstange 4 eindringenden Endab­ schnitt eine Ringschulter, die als Sitz für einen federbelasteten Ventilkörper 15 eines Rückschlagventiles bildet. Dieser Ventil­ körper 15 ist am einen Ende einer Führungshülse 16 angeordnet, welche längsverschiebbar auf einem Führungszapfen 17 sitzt, der von einer Lochplatte 18 absteht, die in den Anfangsabschnitt der Sacklochbohrung 14 eingeschraubt ist. Eine die Führungshülse 16 und den Führungszapfen 17 umgebende Schraubendruckfeder 19 stützt sich an der Lochplatte 18 ab und belastet den Ventilkörper 15 mit der erforderlichen Kraft. ln den in der Kolbenstange 4 liegenden Endabschnitt der Sacklochbohrung 14 mündet eine Querbohrung 20, die von einer am Übergang von der Kolbenstange 4 zum Kolben 3 vorgesehenen Ringkehle 21 her in die Kolbenstange 4 rechtwinklig zu deren Längachse eindringt. Die Vorspannung der Schraubendruck­ feder 19 ist so gewählt, daß schon bei einem relativ geringen Überdruck im Stagenraum 5 beim Kolbenrückhub das Rückschlagventil öffnet und die Hydraulikflüssigkeit in den Kolbenraum 7 strömen läßt.

Parallel zur Längsachse des Kolbens 3 und der Kolbenstange 4, jedoch in einem Abstand von dieser Längsachse, die etwas größer ist als der Halbmesser der Ringkehle 21 am Grund der Kehle ist eine von der den Kolbenraum 7 begrenzenden Stirnfläche des Kol­ bens 3 her in diesen eindringende Bohrung 22 vorgesehen, die im Abstand von der Ringkehle 21 endet. An dieses Ende schließt sich gleichachsig eine erste Drosselbohrung 23 an, welche in die Ring­ kehle 21 mündet. Der Durchmesser der Bohrung 22 ist, wie die Figur zeigt, wesentlich größer als derjenige der ersten Drossel­ bohrung 23. Auch ihre axiale Länge beträgt ein Mehrfaches der axialen Länge der ersten Drosselbohrung 23. Der Anfang der Boh­ rung 22 ist mittels eines Verschlußkörpers 24 dicht verschlossen, bei dem es sich im Ausführungsbeispiel um eine in den Anfangsab­ schnitt der Bohrung 22 eingepreßte Kugel handelt. Zwischen dem Verschlußkörper 24 und der ersten Drosselbohrung 23 mündet in die Bohrung 22 rechtwinklig zu deren Längserstreckung eine zweite Drosselbohrung 25, die andererseits in der Mantelfläche des Fort­ satzes 3′ mündet.

Der querschnitt der beiden Drosselbohrungen 23 und 25 sowie ihre Länge sind so gewählt, daß bei einem Arbeitshub des Kolbens 3 mit relaiv großer Geschwindigkeit die Drosselwirkung so stark ist, daß nur wenig Hydraulikflüssigkeit vom Kolbenraum 7 in den Stan­ genraum 5 übertreten kann, daß andererseits bei einer relativ ge­ ringen Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens 3 ein weitgehender Druckausgleich zwischen dem Kolbenraum 7 und dem Stangenraum 5 erfolgt. Der Durchmesser der Bohrung 22 ist wesentlich größer als derjenige der Drosselbohrung 23 und 25, so daß der zwischen den beiden Drosselbohrungen liegende Abschnitt an der Drosselwir­ kung nicht beteiligt ist.

Claims (7)

1. Hydraulische Einkolbenpumpe für eine Handbetätigung, deren Kolben einen ersten, vom Kolbenraum zum Stangenraum verlau­ fenden Kanal mit einem sich beim Rückhub öffnenden Rückschlagven­ til und wenigstens einen zweiten, vom Kolbenraum zum Stangenraum verlaufenden Kanal aufweist, in dem der Durchlaß von Hydraulik­ flüssigkeit vom Kolbenraum zum Stangenraum selbsttätig in abhän­ gigkeit von der Differenz der Drücke im Kolbenraum und Stangen­ raum gesteuert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kanal (22, 23, 25) zumindest auf einem Teil seiner Länge als Drossel­ bohrung (23, 25) ausgebildet ist.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kanal (22, 23, 25) zwei im Abstand aufeinander folgende Drosselbohrungen (23, 25) aufweist.

3. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Drosselbohrungen (23, 25) durch einen im Durchmesser größeren Kanalabschnitt miteinender verbunden sind.

4. Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der im Durchmesser größere Kanalabschnitt wenigstens mit der einen (23) der beiden Drosselbohrungen (23, 25) gleichachsig an­ geordnet ist.

5. Pumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Drosselbohrung (25) im Winkel, vorzugsweise im rechten Win­ kel, zur anderen Drosselbohrung (23) angeordnet ist.

6. Pumpe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der im Durchmesser größere Kanalabschnitt durch eine von der dem Kolbenraum (7) zugekehrten Stirnfläche des Kolbens (3) her in diesen eindringende Bohrung (22) gebildet ist, an deren im Kol­ beninneren liegendes Ende sich vorzugsweise gleichachsig die eine Drosselbohrung (23) anschließt und in deren Anfang ein Verschluß­ körper (24) eingesetzt ist.

7. Pumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußkörper (24) die Bohrung (22) dicht verschließt und in die Bohrung (22) zwischen dem Verschlußkörper (24) und dem im Kolbeninneren liegenden Ende die zweite Drosselbohrung (25) mün­ det.